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2024-11-11 07:54 |
基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
空间光调制器(SLM.0003 v1.0) i'iO H|s 应用示例简述 FE}s#n_Pd 1. 系统细节 B
G5X_s0/ 光源 B,MQ.|s[ — 高斯激光束 v^\JWPR/ 组件 )r#,ML — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 6kR
-rA — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 4znH$M>bU 探测器 PY\W — 视觉感知的仿真 &t_A0z — 高帽,转换效率,信噪比 p9Z].5Pd" 建模/设计 Cy6%S).c — 场追迹: OQ,}/ 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 G
~A$jStm Nuo^+z
E 2. 系统说明 $)f"K 6N?#b66
hd8B0eD' cB<O.@ 3. 建模&设计结果 {=qEBbM ETxp#PZ 不同真实傅里叶透镜的结果: )# p.`J |SxMN%M!
yYM_lobn _tA7=*@8 4. 总结 D/cg7 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 C_-%*]*,j aj?2jU~Pq 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 7MoR9,( 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 B_!wutV@ aDN.gMS 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 .(JE-upJ" ygMd$0:MN 应用示例详细内容 "~_$T@^k> 3Fgz)*Gu] 系统参数 o>.AdZby WejyYqr34- 1. 该应用实例的内容 MCM/=M'y ,}u,)7 IeH^Wm&^ |^?`Q.|c$ Bpm,mp4g\# 2. 仿真任务 Bj; [ /q T E 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 #t){ 4J Gl.?U;4Z 3. 参数:准直输入光源 j{)fC]8H re]%f"v:5
!;TR2Zcn
ccRlql( 4. 参数:SLM透射函数 )ni"qv~J 3\,MsoAl
!X%S)VSMU 5. 由理想系统到实际系统 WUzSlZq K!9y+%01 FMoJ"6Q 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 y2U/$%B)G 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Pb0)HlLq 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 DE5d]3B 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 s;anP0-O 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 AbL5 !'
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ejP,29 2@rp<&s 应用示例详细内容 Rk}\)r\ 2TE\4j 仿真&结果 3xRM
1GgO :b.3CL\.6 1. VirtualLab中SLM的仿真 0Wjd-rzc, #c6ui0E%;t 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 @mvIt 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 hT.4t,wa8 为优化计算加入一个旋转平面 4 U3C~J rH[5~U u9esdOv 65'`uuPx 2. 参数:双凸球面透镜 Lc58lV= AqKHjCI NKRaQr 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 c$@`P 由于对称形状,前后焦距一致。 iU.!oeR? 参数是对应波长532nm。 SCgyp( 透镜材料N-BK7。 KX0<j 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 >_rzT9gX& sGXp}{E9
fn4= jn.R.}TT
1,m\Q_ n/ui<&( 3. 结果:双凸球面透镜 KK@
&q x eJ9H~^ b\kN_ 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 eV"d v*R 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 d\v$%0 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ^`l"'6 lo\: ]/&6
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N!tpzHXw 4. 参数:优化球面透镜 |z.Gh1GCy p>2|| |^YzFrc 然后,使用一个优化后的球面透镜。 qzuQq94k 通过优化曲率半径获得最小波像差。 O<}ep)mr 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 17J} uXA 透镜材料同样为N-BK7。 <m?GJuQ' 1~["{u #JK;&Dg! 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 (%``EIc<8 |pfhrwJp
{Q{lb(6Ba #Tr;JAzVjG 5. 结果:优化的球面透镜 Xz;et>UD*B -9=M9}eDF \(.nPW]9 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 BNAguAxWo 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 6Cz7A 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 _myg._[
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+)/Rql(lY N&6_8=3z 6. 参数:非球面透镜 o|R*POM C><<0VhU }*fW!(* 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 tIz<+T_ 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ek<PISlci 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 zWCW: dI tc+GR?-7W 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 U%mkhWn F/Rng'l 3q~":bpAp
9@KUqoX mQwk!* U 7. 结果:非球面透镜 QU-7Ch#8 %8}WX@SB tnQR< 生成期望的高帽光束形状。 1g~Dm}m 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 bE7(L
$UF 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 n/9 LRZD|w D..{|29,:
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KKx&UKjV t*Z .e.q+ 8. 总结 )@8'k]Glw. 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9IS1.3 Wo:zU 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 i Q]T+}nn_ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9TYw@o5V >< <$ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 f7EIDFX>pt E%wV 扩展阅读 TIK/ %T 8!
|.H p 扩展阅读 nZ2mEt 开始视频 ,\sR;=svK - 光路图介绍 ZYwBw:y}y 该应用示例相关文件: zh#OD{ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 _1w.B8Lyz@ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 [OFTP#}c
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